玉米秸秆半纤维素水解液用于木糖醇发酵的初步研究

【摘要】： 木糖醇是一种功能性糖醇,可以防龋齿,用作糖尿病人的甜味剂替代品,也能起到保肝、护肝的作用。工业上主要通过化学加氢法生产木糖醇,与该法相比,微生物发酵法因其生产条件容易控制,生产过程无毒无污染,成本较低,成为目前研究的热点。秸秆水解过程中产生的一些物质会对微生物生长产生抑制作用,需要在发酵前去除,以提高木糖醇转化率。 本文以玉米秸秆半纤维素水解液为原料,采用活性炭和超滤结合的方式进行脱色,纳滤脱盐,并对脱色、脱盐后的水解液用于木糖醇的发酵进行了初步探讨,研究结果表明: 活性炭脱色的最佳条件为:活性炭添加量27.7g/L,温度57.92℃,时间21.28min,脱色率为70.9074%,木糖损失率为7.65525%。在此条件下得到实际脱色率75.892%,木糖损失率10.694%。 在活性炭脱色的基础上,综合研究了超滤压力,温度,时间,流速,料液浓度对脱色效果的影响,确定了超滤条件为:压力0.1MPa,温度30℃,时间30min,流速6L/h,料液浓缩2倍。在此条件下进行超滤,得到实际脱色率60.532%,木糖损失率为9.049%。 脱色后的半纤维素水解液纳滤脱盐,研究了纳滤压力,温度,时间,pH,料液浓度对脱盐效果的影响,确定了纳滤条件为:压力0.6MPa,温度20℃,时间40min,料液浓缩2倍,试验验证后的脱盐率70.003%。 优化了热带假丝酵母1779的生长条件,并在此条件下发酵脱色、脱盐后的水解液,木糖酵转化率为45.62%,与模拟液发酵后得到的木糖醇转化率63.91%相差较大,因此还需进行进一步研究。 【关键词】：玉米秸秆 半纤维素水解液 脱色 脱盐 木糖醇
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TS245.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 秸秆纤维资源利用现状8
• 1.2 半纤维素水解液发酵抑制物及去除方法8-11
• 1.2.1 半纤维素水解液中抑制物8
• 1.2.2 半纤维素水解液中抑制物去除方法8-11
• 1.3 木糖醇的性质及应用11-15
• 1.3.1 木糖醇的物化性质11-12
• 1.3.2 木糖醇的应用12-14
• 1.3.3 木糖醇生产方法14-15
• 1.4 本课题研究意义15-16
• 1.5 主要研究内容及拟解决的关键问题16-17
• 1.5.1 研究内容16
• 1.5.2 拟解决的关键问题16-17
• 2 材料与方法17-25
• 2.1 试验材料17
• 2.1.1 玉米秸秆17
• 2.1.2 活性炭17
• 2.1.3 菌种17
• 2.1.4 培养基17
• 2.2 试验仪器与试剂17-19
• 2.2.1 试验仪器及膜装置17-18
• 2.2.2 试验试剂18-19
• 2.3 试验方法19-25
• 2.3.1 测定方法19-21
• 2.3.2 试验操作方法21-25
• 3 结果与分析25-58
• 3.1 半纤维素水解液的制备25-26
• 3.2 活性炭脱色的研究26-32
• 3.2.1 活性炭的选择26
• 3.2.2 活性炭单因素试验结果分析26-29
• 3.2.3 活性炭脱色条件优化29-32
• 3.3 超滤脱色的研究32-39
• 3.3.1 超滤压力对膜通量的影响32-33
• 3.3.2 超滤压力对脱色效果的影响33-34
• 3.3.3 温度对脱色效果的影响34-36
• 3.3.4 超滤循环时间对脱色效果的影响36-37
• 3.3.5 流速对脱色效果的影响37-38
• 3.3.6 料液浓度对色素分离效果的影响38-39
• 3.4 纳滤脱盐的研究39-49
• 3.4.1 纳滤膜纯水膜通量随压力的变化39-40
• 3.4.2 操作压力对不同浓度盐离子的影响40-43
• 3.4.3 几种盐离子对膜通量的影响43-44
• 3.4.4 压力对盐截留率及膜通量的影响44
• 3.4.5 温度对盐截留率及膜通量影响44-45
• 3.4.6 循环时间对脱盐效果的影响45-46
• 3.4.7 pH 对脱盐效果的影响46-47
• 3.4.8 料液浓度的影响47-49
• 3.5 木糖醇发酵试验49-58
• 3.5.1 发酵菌种选择试验结果49-50
• 3.5.2 生长曲线的测定50
• 3.5.3 发酵条件单因素试验50-54
• 3.5.4 发酵条件优化54-57
• 3.5.5 半纤维素水解液应用于木糖醇发酵57-58
• 4 结论与展望58-60
• 4.1 结论58
• 4.2 展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-66
• 作者简介66

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